基于Shapelet转换的安徽省小麦赤霉病气象等级预报方法

为探讨小麦赤霉病预测预报方法,基于安徽省小麦赤霉病中高风险区域的寿县、庐江县、宣城市3个代表站1986—2020年小麦赤霉病病穗率及气象观测资料,采用Shapelet转换时间序列分类方法,通过分析不同气象要素各等级特征序列及信息增益,建立了基于Shapelet转换的气象等级预报模型,并使用随机森林、Bagging、AdaBoost三种分类器对模型进行预测检验。结果表明,赤霉病的重发生与连续降水、连续无日照高度相关,而轻发生与关键期内出现持续无降水或极少降水量相关,重发生的相对湿度特征序列中存在持续性总体上升趋势,气温信息增益普遍较低。3种分类器模型预测等级与实际等级相差基本在1个等级以内,预测模型对轻发生、偏重以上发生预测效果好,利用随机森林分类器回算预报等级与实际等级基本一致。建立的小麦赤霉病气象等级预报方法可用于农业气象业务服务。

冰雹天气分型和预报方法研究

作为一种极端天气现象,冰雹对人类生活、农业和交通等方面造成严重威胁。因此,研究冰雹的天气分型和预报方法显得尤为重要,旨在深入探讨冰雹的定义、形成机制以及其与气象环境的关系,进而对传统预报方法、气象数据分析与机器学习、数值模拟与预报模型等方面进行综合研究,最终构建一种综合性冰雹天气预报方法。

低温下HTS-A钢疲劳裂纹扩展速率预报方法研究

针对低温下船用HTS-A钢的疲劳裂纹扩展行为,本文采用25 mm厚HTS-A钢CT试样为研究对象,开展常温及不同低温环境下疲劳裂纹扩展试验。在试验研究的基础上,提出包含温度项的改进McEvily公式的低温疲劳裂纹扩展预报方法。结果表明:随着温度的降低,HTS-A钢的疲劳裂纹扩展速率逐渐降低。在-60℃时,HTS-A钢的低温疲劳裂纹扩展速率没有出现低温脆断,试验结果可为船用HTS-A钢低温疲劳设计提供数据参考。同时,分别采用本文HTS-A钢低温试验数据和文献中的钛合金低温试验数据验证低温疲劳裂纹扩展速率预报方法的合理性及正确性,该方法可用于预报不同低温环境下金属疲劳裂纹扩展速率。

呼伦贝尔市气候分区气温精细化订正预报方法研究

根据呼伦贝尔市不同区域的气温分布特点,开展呼伦贝尔市下属各个旗市区的局地小气候分区气温的精细化预报方法研究,在区域划分上对气象预报的区域进行跨行政领域的调整,不以行政区域为标准,而是以区域站点之间的最近距离为标准进行划分,从而缩小气温精细化预报的订正误差,满足对各个旗县及下属的行政村屯既快且准的气温精细化预报服务需要。

基于实况资料的Stacking回归模型下游气温预报方法

【目的】目前大多数气温预报模型是基于数值预报建立的。这种模型存在一个主要问题,即预测精度完全受数值预报精度的影响,导致预报员过度依赖该模型,缺乏对天气实况资料的认知。【方法】该文利用2013-2022年的贵州省自动气象站资料,在考虑气温上下游的相关性的基础上,使用夏季气温实况资料得到了安顺市西秀区日最高和最低气温与省内其他台站之间相隔24 h的皮尔逊相关系数。然后,利用机器学习块选择了Stacking回归模型,建立本地未来24 h的气温预报方法。【结果】(1)上下游最高和最低气温相关性均通过了0.005的显著性检验,表明西秀区24 h气温变化主要受到上游毕节、大方、播州、开阳和贵阳等地的影响;(2)该文所建立的Stacking回归模型能够很好地预测24 h最高和最低气温的变化趋势,在使用±2℃的温度检验方法下,准确率分别达到了83.7%和93.47%;(3)最高气温的预测准确率低于最低气温,反映出西秀区最高气温预报的难度较高。【结论】该方法能够有效降低对数值模式的过度依赖,同时在预测本地24 h气温时具有较高的准确率、稳定性和普适性。

江西抚州市雷暴大风气候特征与潜势预报方法

根据抚州市各国家站的观测数据、典型案例的雷达回波和NCEP再分析资料,采用最小二乘法、M-K突变检验法等方法对抚州市近62年的雷暴大风天气进行研究分析。结果表明,抚州市雷暴大风天气具有空间分布不均的特点,各站点雷暴大风天气日数总体随时间减少,1960—1978年间下降趋势显著,春季月出现次数最多,夏季次之,秋季则大幅减少,冬季无区域性雷暴大风天气。雷暴大风时雷达反射率因子主要呈现弓形回波和超级单体回波两类,回波顶高普遍在8~12 km,伴有冰雹的超级单体可伸展到14 km以上。

冬季路面最低温度统计预报方法对比研究

基于2018—2020年G6京藏高速(简称“G6高速”)兴和服务区、卧佛山隧道出口两个交通气象站观测数据,分析了冬季路面最低温度日变化特征,利用逐步回归、回归树、最小二乘支持向量机及深度神经网络4种统计预报方法,开展了简单特征方案及复杂特征方案下冬季路面最低温度预报建模和检验。结果表明:冬季夜间路面最低温度与气温接近,上午迅速增温,13时左右提前于气温达到峰值。在模型验证过程中,兴和服务区、卧佛山隧道出口复杂特征方案在4项评价指标方面均好于简单特征方案。从总体评价指标来看,深度神经网络效果模拟最好,其中复杂特征方案中兴和服务区准确率可达74.72%,平均绝对误差为2.53℃,卧佛山隧道出口准确率高达96.38%,平均绝对误差为1.14℃,可应用于路面温度预报业务。

采动覆岩“突水离层带”岩体结构演化致灾机理及突水预报方法

离层水害是近年来我国东西部矿井较为常见且严重的水害类型,研究采动覆岩结构演化对揭示离层突水机理、灾害预测防治有着重要意义。为分析不同工程地质条件下离层突水演化机理,将可以产生采动覆岩离层涌水的离层水体及其上下位一定范围的岩层统称为“突水离层带”。建立“突水离层带”采动岩体结构力学模型,根据上位岩层和下位隔水层破断规律,分析5种突水类型(采动覆岩离层静水压突水、采动覆岩离层动力突水、多煤层叠加开采离层突水、传统顶板导水裂隙涌水和离层积水不突水)的形成机制和力学条件,研究回采期间导水裂隙带时空演化与离层突水的关系;基于工作面开采条件、覆岩条件、突水离层带发育位置和微震监测,分析了离层突水形成条件,揭示了离层突水演化机理,并对永陇矿区崔木煤矿和招贤煤矿工作面开展了实例分析,提出了工作面离层突水预报方法。研究得出:(1)随着工作面推进,充水离层上位岩层和下位隔水层破断规律的差异是导致出现5种突水类型的根本原因;(2)只有在采高M和充水离层与煤层间距H处于某种特定关系下,才会满足形成“突水离层带”的基本条件,发生离层突水;(3)陕西崔木煤矿21306工作面离层突水主要是由上位岩层破断导致,突水期间高能量矿震(>10^(4)J)发生次数增多,微震日总能量和平均每次能量显著升高;而陕西招贤煤矿1304工作面离层突水是由下位隔水层破断导致,突水期间<10^(3)J矿震每日次数显著增多,对应矿震每日总次数升高而平均每次能量值减小。

飞机积冰预报方法及应用场景研究

基于两种常用的飞机积冰诊断指数,利用ERA5再分析资料作为积冰发生的大气环境场,构建了飞机积冰诊断预报模型,对采集到的25个华东地区春季积冰个例进行了回算,并分别计算了我国不同纬度典型城市上空飞机积冰发生的时空分布特征,模拟了一次冷空气活动过程中浙江新昌上空积冰区域的时空分布,提出了飞机积冰预报方法的几种应用场景。结果表明:在选取的积冰个例中,积冰(IC)指数法诊断准确率为80%,假霜点温度经验法诊断准确率为92%;假霜点温度经验法考虑了飞机飞行速度与动力增温的影响,并且与冰水粒子浓度和中、低云的云量相关性更好,但在没有飞机真实空速情况下预测的积冰强度不够准确,400 hPa以上高度空报较多;IC指数法和假霜点温度经验法均能有效诊断出积冰易发生高度层和积冰高发时段,也可以有效预报某站点高空积冰强度分布情况,另外假霜点温度经验法可以反演发生积冰时的飞机临界飞行速度。

黄河含沙量变化过程预报方法研究

含沙量预报能够为黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支持与决策信息。本研究对现有的含沙量预报方法进行总结分析后发现,系统响应函数模型的预报精度较高且易于运行,水沙动力学模型的水沙运动机理性较强。通过结合水文和水力学方法,在不同水沙运动机理条件下构建了基于不平衡输沙原理、马斯京根演算、多来多排理论的3种系统响应函数模型。在黄河潼关站的应用结果表明,系统响应函数模型的物理运动机制越高,预报精度也越高,不平衡输沙原理系统响应函数模型可以较好地描绘汇流区的水沙输移特征,预报效果最优。

中长期河流集合预报方法在岗南水库的应用研究

此文对河流集合预报方法(Ensemble Streamflow Prediction,ESP)进行模型原理、应用条件介绍,以滹沱河岗南水库作为研究实例,选取2022年12月—次年5月为遇见期,开展ESP方法在岗南水库中长期预测的应用研究。结果表明,ESP方法的分析预测结果精度较高,为解决中长期径流预报提供有效途径,同时为水库的防汛抗旱和水库调度提供重要依据。

几种改进的地球自转参数预报方法

地球的自转运动可通过极移、日长变化、岁差及章动来描述,上述参数称为地球定向参数(earth orientation parameter,EOP)。EOP包含了丰富的地球动力学信息,在卫星定轨、宇宙飞船跟踪、天文动力学、深空探测等领域有着非常重要的应用。受限于复杂的数据处理过程,空间大地测量技术获取的地球定向参数存在几小时甚至几天的滞后,然而某些实际应用需要实时获取地球定向参数数据,因此地球定向参数的预报研究具有重要的理论和实用价值。

开远市空气污染与气象条件关系及污染等级预报方法

为探究空气污染与气象条件的关系,以及基于气象条件的空气污染等级报方法,以开远市为例,利用相关性分析、数值统计预报方法及《空气污染扩散气象条件等级》标准进行了分析。结果表明:(1)开远空气污染具有“冬春高夏秋低”的鲜明特点,影响污染物主要有SO_(2)、PM_(10)、O_(3)、PM_(2.5),其中O_(3)为首要污染物;(2)影响开远市空气质量的气象条件主要有降水、相对湿度和风向。夏季降水的湿清除作用对改善当地空气质量有重要作用,尤其是在调节降低SO_(2)、PM_(10)、CO、PM_(2.5)浓度中作用显著。相对湿度与空气质量呈负相关,影响开远市空气污染扩散的风向主要为南向风;(3)根据《空气污染扩散气象条件等级》标准建立的基于气象条件的空气污染等级预报方程,比数值统计预报方法建立的AQI逐步回归预报方程具有更好的适用性,预测AQI等级对比实测AQI预报等级正确率达79.4%,对开远市空气污染防治具有一定的科学指导意义。

船舶振动激励值预报方法研究

船舶作为一个自由漂浮在水上的弹性结构,在营运的过程中会不可避免地受到各种外界激振力的作用,使船体产生总振动和局部振动。船体振动与噪声会对船舶航行性能、居住性能、安全性能以及隐蔽性能等都有一定的影响,因此,船舶振动与噪声的研究就显得尤为重要,本文主要总结了当前船舶振动的螺旋桨激励的预报方法,探讨了几种方法的具体评估过程,为后续更深的问题研究提供参考。

几种台风风暴潮预报方法在实际预报中的运用及比较

台风“麦沙”登陆后减弱为热带风暴并从山东半岛西部进入渤海,造成8～9级阵风、10级的大风天气,天津沿海潮位超过警戒潮位46cm,海水漫过堤岸,形成风暴潮灾害。针对此次台风风暴潮,预报人员运用经验预报方法(相似型经验预报、统计模型预报)和数值模式(FBM模式)产品等多种手段,对天津沿海可能出现的潮位极值进行了试验预报。通过将上述几种方法实际运用于此次台风风暴潮预报,加深了对各种预报方法实用性和局限性的认识,对渤海台风风暴潮有了更清晰的了解,对改进各种方法,更好地释用数值预报产品起着积极的意义。

辽宁沙尘暴天气预报方法研究

通过对1971～2002年辽宁3站以上44个强沙尘暴个例进行分析,从辽宁沙尘暴的天气形势、影响系统入手,确定沙尘暴气象要素场及物理量场演变特征;分析辽宁沙尘暴的影响路径,结合地面观测资料对辽宁沙尘暴关键区进行监测预警;利用数值预报产品制作辽宁沙尘暴客观预报产品,并建立辽宁沙尘暴预报流程。

青海省3～5天逐日降水、气温滚动预报方法研究

本文利用T213数值预报产品和青海省42个站降水、最高气温和最低气温实况资料,采用PP方法设计思路,以逐步回归分析方法,研制了青海省3～5d逐日降水、气温滚动预报方程,并在2003年7月～2004年12月进行了业务试运行,结果表明,这种方法提高了预报的准确率,有一定的实用价值。

海浪预报知识讲座——第九讲 海浪预报技术及预报方法(2)

第八讲海浪预报技术及预报方法(1) 海浪实况图与预报图的制作及风资料计算海浪要素方法 海浪预报是根据影响海浪的生成、发展和消衰的外界条件,结合海区内的现时海浪状态,对海区未来的海浪状态作出计算和预报.

基于BP模型的大气污染预报方法的研究

BP模型是目前最为广泛应用的神经网络模型之一 ,它是一种简单而又非常有效的算法。笔者将BP网络模型引入到大气污染预报领域 ,并根据大气污染物含量与气象要素的关系建立了大气污染物含量的神经网络预报模型。计算结果表明 ,BP模型应用于大气污染预报具有较高的预测精度和良好的泛化能力 。

大连地区冬季降水相态的预报方法初探

应用大连本站2003—2012年冬季降水过程的地面与探空资料,提出将判断降水相态的因子分别取其过程最大值和过程最小值并归为最大类与最小类,对降水过程动态地进行研究分析。在探讨各个因子对大连本站冬季降水相态影响的过程中,应用多层平均气温的方法来进行相态研究,并与单层气温和气层厚度的方法进行了对比,综合各项因子评价结果发现:平均气温类别的因子对降水相态的区分效果要好于其他类别的因子。规定等压面平均气温,不但表现优秀而且容易计算,非常适合应用于实际预报工作。设计"逐步排除法",利用2013年大连本站的地而和探空数据对大连冬季降水进行检验,以及使用2013年日本全球数值预报模式格点资料进行模拟预报,均取得了理想的结果。